Summary

Quatro projetos temporários de toboáguas adaptados a diferentes condições de inclinação para incentivar a socialização infantil em playgrounds

Published: December 09, 2022
doi:

Summary

A aprendizagem social no início da vida é reforçada por interações com ambientes efetivamente projetados. Quatro eventos foram realizados em diferentes parques da cidade usando toboáguas temporários e baratos para estimular a aprendizagem social. Este estudo descreve os protótipos utilizados e a avaliação das interações das crianças.

Abstract

O aumento da urbanização diminuiu o acesso das crianças a vários ambientes naturais ao ar livre. Para neutralizar essa deficiência nas primeiras experiências de vida, projetamos quatro toboáguas temporários, cada um adaptado às diferentes condições do parque do lado da cidade. Os toboáguas eram simples de construir, com estruturas construídas a partir de recursos fáceis de alcançar, como hastes de bambu de uma floresta local e tubos e juntas simples sobrepostos por uma lona. Placas de compensado, papelão e uma lona foram usadas para criar uma piscina ao pé dos escorregadores, que foram colocados em encostas ou escadas existentes em cada parque. A água era continuamente liberada pelo escorregador durante cada evento de 1-2 h. Em cada evento do parque, as crianças se reuniam espontaneamente para usar os slides e interagir socialmente. Nenhum acidente grave ocorreu durante os testes de toboágua. Para entender como as crianças utilizavam cada toboágua, a atividade nos toboáguas foi gravada por vídeo. O minuto do maior nível de atividade no toboágua foi analisado quantitativamente para determinar as linhas de fluxo ao redor do toboágua e as velocidades médias e máximas alcançadas durante o uso do toboágua.

Introduction

O aumento da urbanização levou à diminuição das oportunidades para as crianças explorarem o ambiente natural ao ar livre. Em particular, devido em parte ao declínio da taxa de natalidade e ao aumento da prevalência de pequenas famílias nucleares, as crianças japonesas estão perdendo oportunidades de aprender experimentalmente sobre estruturas sociais diversificadas1. O Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia do Japão tem relatado um número crescente de alunos do ensino fundamental com deficiências de desenvolvimento e deficiência social associada, embora uma relação causal não tenha sido demonstrada 2,3. Além disso, uma pesquisa da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) descobriu que as crianças japonesas no ensino médio interagem com as mídias sociais com mais frequência do que as crianças de outros países, apesar do fato de que muitas famílias não permitem que seus filhos acessem smartphones em uma idade precocede 4 anos. À medida que os pais se tornaram mais orientados para a educação, as crianças não estão mais brincando ao ar livre em atividades de alto risco e estão passando mais tempo dentro de casa sob o olhar atento dos adultos5. No entanto, fora de casa, que é diverso e cheio de incógnitas e ameaças potenciais, é muitas vezes o melhor ambiente educacional em que as crianças podem aprender e crescer enquanto encontram seus próprios desafios e aprendem a superar as dificuldades trabalhando em conjunto com amigos6.

Para incentivar a brincadeira ao ar livre, realizamos eventos de parque infantil para proporcionar às crianças a oportunidade de experimentar voluntariamente a natureza através do jogo e de interagir socialmente e compartilhar desafios com amigos e outras pessoas7. O parque infantil é uma seção especial em um parque da cidade, onde as crianças podem experimentar uma variedade de atividades ao ar livre, como subir em árvores, construir equipamentos de playground com materiais naturais e aprender a construir e gerenciar um incêndio8. Em um projeto colaborativo para criar um parque infantil na cidade de Ube, província de Yamaguchi, Japão, durante 2018-2019, exploramos como os cidadãos poderiam criar proativamente uma experiência baseada na natureza para as crianças. Estabelecemos as seguintes metas: (i) facilitar a interação social, incentivando as crianças a se reunirem espontaneamente, e (ii) criar um ambiente cheio de oportunidades criativas, utilizando recursos naturais como o céu, o solo, a água e as árvores 9,10, e limpar o meio ambiente usando papelão sucata. Os eventos estavam programados para acontecer em quatro cidades urbanas durante o verão e o outono. Dado que a maioria das crianças instintivamente adora brincar na água, projetamos quatro toboáguas que aproveitariam os recursos regionais. Este relatório descreve os resultados do projeto colaborativo “Play Leader Training Course” da Ube City 2019 da Universidade de Yamaguchi, que foi criado através da cooperação entre a universidade e os cidadãos locais. Três eventos foram concluídos em 2019; o quarto evento ocorreu em 2021, durante o período em que a Covid-19 estava interferindo na socialização infantil. A data e a hora dos eventos do playpark são mostradas na Tabela 1. “Tempo” é a duração do evento e “Tempo máximo” é o período de 1 min em cada evento que foi analisado quantitativamente (o 1 min mais ativo). Este artigo apresenta os quatro desenhos utilizados, sua implementação e uma avaliação quantitativa de como as crianças interagiram com os toboáguas e entre si durante nossas observações.

Protocol

Este protocolo de estudo foi aprovado pelo Comitê de Revisão da Universidade de Yamaguchi para Pesquisa Não Médica Envolvendo Participantes Humanos. Consulte Tabela de Materiais para obter uma lista de todos os materiais, equipamentos e softwares usados neste protocolo. Anúncios públicos foram feitos sobre a data, hora e local que as crianças, juntamente com seus pais ou responsáveis, poderiam se reunir para colaborar voluntariamente para criar, usar e, em seguida, limpar um parque infantil em um ambiente projetado para incentivar sua criatividade. 1. Paisagens e recursos do parque Realizar pesquisas no local da topografia e dos recursos de cada parque e projetar especificamente os toboáguas de cada parque para utilizar os recursos específicos disponíveis. Se possível, coloque os toboáguas em uma área aberta para que eles sejam visíveis de todas as direções para atrair visitantes para o playground.NOTA: A Figura 1 mostra a vista aérea do Google Maps de cada parque, indicando a localização e a direção do toboágua (WS). Projetar e construir toboáguas com base no terreno existente.NOTA: A inclinação e o comprimento de cada toboágua são apresentados no Quadro 1.Fazer um toboágua para um parque plano (Parque 1, WS1; Vídeo 1):Projete uma estrutura de torre usando tubos e grampos de andaimes para permitir a fácil montagem de uma estrutura forte, mas temporária (Figura 2Ab). Construa a estrutura para a seção da piscina do toboágua a partir de hastes de bambu de 3 m de comprimento (Figura 2Aa1). Certifique-se de que o toboágua (Figura 2Aa2) tenha um ângulo de 25°, um comprimento de 1,8 m e inclua uma piscina na parte inferior.NOTA: O Parque Kuroishi é plano (Figura 2A). Fazer um toboágua para um parque montanhoso (Parque 2, WS2; Vídeo 2), aproveite a inclinação natural.Como na etapa 1.2.1, construa uma estrutura para a seção da piscina a partir de hastes de bambu e compensado usando recursos regionais (Figura 2B). Certifique-se de que o toboágua tenha um ângulo de 30°, um comprimento de 6 m e inclua uma piscina na parte inferior.NOTA: O Parque Kotosaki é montanhoso (Figura 1B). Se um parque tem uma pequena inclinação em seu centro (Parque 3, WS3; Vídeo 3), crie o toboágua usando esta pequena inclinação.Utilizar hastes de bambu e andaimes para aumentar a inclinação natural (Figura 2C) sobre a qual construir um escorrega aquático, como na etapa 1.2.1. Certifique-se de que o toboágua tenha um ângulo de 21° no seu ponto mais íngreme, um comprimento de 4 m, e inclua uma piscina na parte inferior.NOTA: O Parque Kiwanami tem pequena inclinação em seu centro (Figura 1C). Se houver, use escadas para criar um toboágua (Escola 4, WS4; Vídeo 4).Para cobrir a escada, construa uma estrutura com compensado e hastes quadradas de madeira (Arquivo Suplementar 1) cobertas com papelão para formar um trilho para manter as crianças no escorregador (Figura 2D, desenho central). Certifique-se de que o toboágua tenha um ângulo de 27° e comprimento de 6 m.NOTA: A escola primária Kamiube possui uma escadaria no pátio da escola (Figura 1D). Considere a segurança dos parques infantis (Arquivo Suplementar 1).Para verificar a segurança das estruturas, calcule a resistência usando simulações como Métodos de Elementos Finitos (FEM) (por exemplo, Adobe Fusion 360; Arquivo Suplementar 1). Faça um protótipo. Peça a várias pessoas que pilotem o protótipo para encontrar quaisquer riscos potenciais, como peças rígidas / salientes. Se encontrado, elimine ou cubra essas peças com tampas macias. Considere deixar alguns riscos mínimos para permitir que as crianças aprendam a superar os riscos por conta própria (Arquivo Suplementar 1). Cubra a encosta com uma lona para criar um toboágua e uma área de piscina (Arquivo Suplementar 1). Forneça água ao toboágua através de uma mangueira do abastecimento de água do parque. Figura 1: Paisagens do parque no Google maps. (A) WS1 no Parque 1: Kuroishi. (B) WS2 no Parque 2: Kotosaki. (C) WS3 no Parque 3: Kiwanami. (D) WS4 na Escola Primária 4: Kamiube. Barras de escala = 20 m (A-D). Abreviação: WS = toboágua. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. 2. Materiais de montagem (ver Tabela de Materiais) Alise e limpe a superfície do material. Monte a estrutura com tubos, placas, juntas, parafusos e cordas, usando um driver de impacto e uma serra (Arquivo Suplementar 1). Estaque os cantos da estrutura no chão. Fixe almofadas de papelão nos degraus. Cubra com a lona para se ajustar às formas e prenda com estacas e fita impermeável (Arquivo Suplementar 1). Passe a água da mangueira para baixo a partir da parte superior do escorregador. Verifique a segurança repetidamente e reforce conforme necessário. Monitore continuamente a segurança durante o uso e repare quaisquer problemas imediatamente. 3. Registo e análises quantitativas da actividade Capture o uso dos slides pelas crianças usando câmeras de vídeo. Estimar as idades das crianças usando cada toboágua com base em sua altura (Tabela 2). Avaliar as relações entre as linhas de fluxo e o nível de atividade por meio de observações qualitativas e análises quantitativas, como mostra a Figura 3.Converta dados de vídeo em arquivos de imagem JPEG por segundo usando Python (Arquivo Suplementar 2). Use o Keynote para rastrear a localização de cada criança em relação ao toboágua. Transforme manualmente as informações de localização na imagem de exibição superior do design do toboágua (Arquivo Suplementar 2). Converta capturas de tela de uma série de trilhas de objetos em arquivos MP4 (Arquivo Suplementar 2). Use a detecção Python nos arquivos MP4 para determinar as coordenadas do objeto (Arquivo Suplementar 2) e calcular a velocidade (Arquivo Suplementar 2). Execute ANOVA unidirecional para determinar as diferenças de movimento filho [m/s] no WS1-4 entre si (coloque * se o valor de p for <0,05).

Representative Results

As crianças se reuniam, interagiam socialmente e brincavam juntas em todos os toboáguas (Figura 4). Estima-se que as crianças usuárias de WS4 sejam mais velhas do que as das demais lâminas (Tabela 2). O padrão representativo de rastreamento de movimento da criança durante 1 min da velocidade máxima em cada WS é visualizado no Vídeo 5. A Figura 5 mostra a linha de movimento IN-OUT representativa em torno de cada toboágua. Duas linhas de movimento diferentes, entre a subestrutura a e b, foram detectadas para WS1 (Figura 5A). No entanto, como a linha em b não se conectava ao toboágua, apenas a linha em a foi definida como relevante para o toboágua. Para toboáguas com piscina no fundo (WS1-3), algumas linhas de movimento indicaram o uso da piscina sem o uso do escorregador (Figura 5A-C). Movimentos repetidos para cima e para baixo na lâmina sem sair também foram frequentemente observados (Figura 5A-C). Em comparação com o WS1-3, a linha de fluxo para o WS4 incluiu séries repetidas de deslizamento para baixo, depois subindo as escadas laterais e deslizando novamente sem sair (Figura 5D). Além disso, comparou-se a média e o movimento máximo de cada criança individualmente considerando a área (Tabela 1) e o número de crianças que utilizam o toboágua (Figura 6A,B). As áreas de WS1, WS2 e WS3 diferiam muito umas das outras, mas o nível de movimento das crianças em cada uma delas era semelhante. O movimento em torno do WS4 foi significativamente maior do que nos outros slides. Figura 2: Projetos de toboáguas . (A) WS1 no Parque 1. (B) WS2 no Parque 2. (C) WS3 no Parque 3. (D) WS4 na Escola 4. Abreviação: WS = toboágua. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 3: Análise de quantificação do fluxograma e protocolo de aplicação. Consulte a etapa 3 do protocolo. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 4: Cenas nos quatro toboáguas . (A) WS1 no parque Kuroishi. (B) WS2 no parque Kotosaki. (C) WS3 no parque Kiwanami. (D) WS4 na Escola 4. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 5: Linhas de movimento IN-OUT representativas em torno de cada toboágua. (A) WS1: A linha mais representativa na subestrutura a era vermelha. Dois padrões diferentes também foram vistos: uma linha preta em a, usando apenas a piscina, ou uma linha vermelha individual em b, não direcionando para a. (B) WS2: Três padrões apareceram: uma linha azul usando todo o slide com alta velocidade, uma linha preta usando o slide parcialmente e uma linha vermelha permanecendo na piscina. (C) WS3: Duas linhas vermelhas representadas usando ou não a subestrutura de inclinação. (D) WS4: O padrão comportamental foi unificado (eles usaram o slide). A-D: a = piscina, b = toboágua; vermelho = para fora; verde = em. Abreviação: WS = toboágua. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 6: Comparação quantitativa dos quatro tipos de toboáguas. Círculos pretos representam meios. Os pontos representam crianças individuais. (A) Os meios de movimento são comparados. Os números sob os rótulos WS1-4 indicam o maior número de crianças reunidas no slide durante o mesmo 1 min. (B) A velocidade máxima derivada dos mesmos dados que A. * WS4 é significativamente maior do que os outros WSs (ANOVA unidirecional, p < 0,05). Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Parque/Escola Data Hora Tempo máximo Área de deslizamento (m2) Inclinação (°) Comprimento (m) Parque 1 “Kuroishi” 16-06-2019 13:00-16:00 14:21:30-14:22:30 3.2 25.0 1.8 Parque 2 “Kotosaki” 31-08-2019 13:00-16:00 13:43:00-13:44:00 12.0 30.0 6.0 Parque 3 “Kiwanami” 28-09-2019 12:00-16:00 12:49:00-12:50:00 8.0 21.0 4.0 Escola 4 “Kamiube” 08-08-2021 13:00-18:00 17:14:00-17:15:00 5.4 27.0 6.0 Tabela 1: Horários dos eventos do parque de jogos e tempo alvo analítico e informações sobre toboáguas. WS # Número de filhos Altura da criança [cm] significar SD Parque 1 12 130.4 22.0 Parque 2 5 132.0 14.7 Parque 3 3 116.7 12.5 Escola 4 8 147.5 12.0 Tabela 2: Altura (média e desvio padrão) das crianças brincando em cada toboágua durante o “Tempo Máximo”. As alturas aproximadas das crianças contribuíram para a predição da idade. Vídeo 1: O 1 min mais ativo, “Max time”, no WS1 no Kuroishi Park. Este toboágua foi projetado em um parque sem inclinação. Ter que construir uma encosta para o toboágua resultou em um toboágua ter uma área relativamente menor em comparação com os outros toboáguas. Muitas crianças ainda brincavam juntas neste toboágua. Abreviação: WS = toboágua. Clique aqui para baixar este vídeo. Vídeo 2: O 1 min mais ativo, “Max time”, no WS2 no Kotosaki Park. Este toboágua foi construído em um parque com uma inclinação natural, íngreme (30°) e longa. Houve variação na forma como as crianças utilizaram essa lâmina. Algumas crianças aceleraram o escorregador, enquanto outras caminharam cuidadosamente para cima e para baixo. Abreviação: WS = toboágua. Clique aqui para baixar este vídeo. Vídeo 3: O 1 min mais ativo, “Tempo máximo”, no WS3 no Kiwanami Park. Este evento ocorreu em 2019, antes da pandemia de COVID19. Neste toboágua, as crianças mais novas foram vistas brincando por mais tempo na encosta suave. Clique aqui para baixar este vídeo. Vídeo 4: O 1 min mais ativo, “Tempo máximo”, no WS4 da Escola Kamiube. O quarto evento de toboágua ocorreu em 2021 durante a pandemia de COVID19. Neste toboágua, as crianças mais velhas repetidamente aceleraram juntas pelo escorregador. O uso das escadas neste projeto pode ter contribuído para esse comportamento. Clique aqui para baixar este vídeo. Vídeo 5: Cada padrão representativo do movimento de rastreamento de crianças mais ativo no WS1-4. Clique aqui para baixar este vídeo. Arquivo Suplementar 1: Considerações de segurança e montagem. Clique aqui para baixar este arquivo. Arquivo Suplementar 2: Métodos de rastreamento de movimento infantil com códigos Python e arquivos keynote. Clique aqui para baixar este arquivo.

Discussion

Esses toboáguas foram montados com o objetivo de incentivar as crianças a se reunirem espontaneamente em um parque da cidade e interagirem umas com as outras e com o ambiente natural. Enfatizamos os processos criativos colaborativos nos quais crianças, adultos, estudantes e cidadãos trabalharam juntos para projetar, construir e limpar os toboáguas. Todos gostaram de trabalhar juntos para superar os desafios11,12. Modelos animais têm mostrado que déficits nesse tipo de experiência de aprendizagem em períodos críticos 13,14 podem afetar a adaptabilidade social futura e a função psicoemocional 2,15,16.

Para a confecção dos toboáguas, foram utilizadas uma inclinação do solo (WS2, WS3) ou escadas (WS4). Se não houvesse inclinação, uma inclinação temporária simples era criada pela construção de uma plataforma a partir de tábuas e um andaime de tubo único (WS1). O bambu, um recurso regional prontamente disponível17, foi utilizado para as estruturas de toboáguas nos Parques 1-3. O bambu cresce rapidamente e deve ser controlado para evitar o crescimento excessivo, tornando ideal o seu uso nesta aplicação18.

Em relação ao WS1, antes de confirmar as linhas de rastreamento de movimento (Figura 5A), esperava-se que todo o quadro (Figura 2Aa1,a2,b) fosse incluído na estrutura do toboágua. No entanto, a análise de rastreamento de movimento revelou uma clara divisão em duas linhas de subestrutura diferentes. Consequentemente, após este primeiro teste e análise do WS1, simplificamos o projeto do toboágua, removendo a torre adicional. Assim, a torre de WS1 (Figura 2Ab) foi retirada da análise quantitativa.

Todos os quatro tipos de lâminas atraíram as crianças para se reunirem espontaneamente. A atividade no WS4 foi maior do que nas outras lâminas, potencialmente porque, com base em nossas estimativas (Tabela 2), as crianças que usavam o WS4 eram mais velhas do que nos outros toboáguas e, portanto, provavelmente tinham personalidades mais desenvolvidas. Isso pode se traduzir em crianças com habilidades sociais mais avançadas, ideias de construção e habilidades colaborativas. A diferença de atividade também pode ser causada pelos diferentes projetos de toboáguas; ao contrário dos outros escorregadores que tinham uma piscina na parte inferior, onde as crianças podiam ficar depois de deslizar para baixo, o WS4 não tinha piscina, mas escadas laterais que permitiam que as crianças subissem facilmente novamente depois de deslizar, talvez incentivando o comportamento repetitivo mais simples. A localização do toboágua também pode ter sido responsável pela maior atividade no WS4. O WS1-3 estava em parques locais, enquanto o WS4 estava em um pátio de escola, onde é razoável supor que os alunos foram capazes de relaxar e brincar em seu ambiente familiar. Se pesquisas educacionais e socioeconômicas pudessem ser coletadas para indivíduos que usam esse equipamento, a combinação de informações poderia fornecer informações sobre o desenvolvimento neuropsicológico das crianças. Além disso, o impacto potencial da COVID-19 também deve ser considerado. A atividade no WS4 foi avaliada em 2021, um momento de restrições contínuas relacionadas à COVID, enquanto a atividade no WS1-3 ocorreu antes da pandemia. O nível de atividade no WS4 pode representar uma resposta ao longo período de redução das oportunidades de jogo social19. Devido às limitações inerentes a esses eventos de observação únicos, são necessários estudos mais detalhados, incluindo pesquisas pessoais individuais.

Para determinar a segurança mecânica dos projetos de estrutura 20,21, uma análise de simulação de elementos finitos22 foi realizada utilizando o Adobe Fusion (versão livre)23 para a flexão do compensado na estrutura de suporte auxiliar na seção de lâminas. A estrutura auxiliar foi projetada para suportar um peso de 100 kg, assumindo que quatro crianças pesando 25 kg cada usariam a lâmina ao mesmo tempo (não mostrada). Todos os toboáguas foram utilizados com sucesso pelas crianças, sem acidentes graves. A lona escorregou ligeiramente e foi corrigida algumas vezes. Apenas um incidente foi observado; este caso envolveu um menino de primeira série com diagnóstico de autismo 7,24. No início, a criança parecia assustada, mas depois de observar as outras crianças, ele também queria se juntar. O menino se aproximou timidamente e começou a deslizar lentamente. Depois de algumas tentativas, ele escorregou, caiu e bateu a boca na superfície do deslizamento. Ele sofreu um pequeno corte no interior da boca. Após essa experiência, ele retornou à mãe. Estávamos preocupados que isso pudesse ser uma experiência negativa para ele. No entanto, ele posteriormente participou de eventos de playpark com grande emoção e aumento da tomada de riscos.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos a todos os participantes. Os eventos do parque infantil foram apoiados pela cidade de Ube e pelas cidades e escolas de Kuroishi, Kotosaki, Kiwanami e Kamiube, juntamente com a Universidade de Yamaguchi.

Materials

WS1
pipes (6) NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 0.9 m
pipes (27) NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 1.8 m
pipes (2) NFG Ecostar 700N Φ48.6 mm x 2.4 m
cover (35) for Φ48.6 mm
 joint (36) for  Φ48.6 mm
Plywood boards (2) 13 x 900 x 1800 mm
 tarp (blue) (1) 0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (8) 15 mm x 2000 mm
rope (1) Φ18 mm x 200 m
PP rope (1) Φ6 mm x 200 m
WS2
 tarp (blue) (1) 0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (8) 15 mm x 2000 mm
PP rope (1) Φ6 mm x 200 m
WS3
Plywood boards (2) 13 x 900 x 1800 mm
 joint (11) for  Φ48.6 mm
 tarp (blue) (1) 0.25 x 4500 x 4500 mm
bamboo rod (7) 15 mm x 2000 mm
PP rope (1) Φ6 mm x 200 m
WS4
Plywood boards (2) 13 x 900 x 1800 mm
Plywood board (1) 13 x 900 x 900 mm
wood SPF 2×4 38 x 89 x1820 mm
cardboard free size
wood screw (1 box) 3.3×50 mm
packing tape (2) 50mmx50m
peg (4) Φ9mmx300mm
Tool
Impact driver 18v  160N • m
Hammer 2 kg
Impact socket  17mm
Bit for impact driver + 65mm  
Software
AUTODESK FUSION 360 2.0.12164 Drawing designs
Blender (Version 3.0.0 2021-12-03) Drawing designs
R one-way ANOVA
Equipment
video cameras  (JVC, G Z -RX690-D)

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Hua, Z., Tao, T., Akita, R., Akita, T., Hayakawa, Y., Hariyama, M., Sakurai, H., Colman, R., Koshiba, M. Four Temporary Waterslide Designs Adapted to Different Slope Conditions to Encourage Child Socialization in Playgrounds. J. Vis. Exp. (190), e64235, doi:10.3791/64235 (2022).

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